Question

12．如圖所示，這是法國菲索設(shè)計的，他第一個測出了地面上的光速，光源發(fā)出的光被毛玻璃片（也能透過光線）反射后，穿過齒輪A的齒隙（如圖中P），然后經(jīng)過相當(dāng)長的距離AB，從B處的平面鏡M循原路反射回來，仍然通過齒隙P而被觀察到．若齒輪以某一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，從P穿出的光線恰被齒1擋住，從Q穿過的光線返回時恰被齒2擋住，這時觀察者便看不見光線．如果齒輪的齒數(shù)為Z，每秒鐘轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)，AB距離為L，由這個實驗測得光速的表達式是c=4nZL．

Answer 1

分析 要測定光速，必須測得AB之間的距離和光通過AB所用的時間t，而時間很短，必須通過巧妙的方式才能精確測定，這里利用齒輪轉(zhuǎn)動時，光在AB間來回傳播的時間與齒輪從P的中心轉(zhuǎn)到齒1的中心相等來精確測定時間t，這樣問題就可獲得解決．

解答 解：
光傳播2L的時間是轉(zhuǎn)半個齒的時間（從齒隙的中心轉(zhuǎn)到相鄰齒的中心）
轉(zhuǎn)半個齒的時間t=$\frac{1s}{nZ}$×$\frac{1}{2}$，
所以光通過AB所用的時間t=$\frac{1}{2nZ}$，
光速的表達式為c=$\frac{2L}{\frac{1}{2nZ}}$=4nZL
故答案為：c=4nZL．

點評 此題考查光的反射定律和速度公式及其變形的應(yīng)用，光速的測定在光學(xué)的研究歷程中有著重要的意義．